DDR Dual Channel Aumenta o Desempenho?

Introdução

O esquema DDR Dual Channel se popularizou de vez. Antes restrito a usuários avançados que optavam por uma placa-mãe com chipset nForce ou nForce 2 da NVIDIA (para processadores da AMD), ou Intel 7205 ou SiS 655 (para processadores da Intel), o DDR Dual Channel está agora presente em toda a nova família de chipsets da Intel para a plataforma soquete 478 - chipsets da série i865 e i875.

Clique aqui para uma explicação detalhada do que é e como funciona o DDR Dual Channel ou clique aqui para uma descrição detalhada dos novos chipset Intel 865 e 875.

Em teoria, o uso da configuração DDR Dual Channel dobra a taxa de transferência do chipset com a memória RAM, por acessar dois módulos de memória ao mesmo tempo, em vez de apenas um. Ou seja, se usarmos dois módulos DDR400, a taxa de transferência máxima pularia de 3.200 MB/s para 6.400 MB/s.

Mas ainda estava no ar a grande pergunta: esse esquema realmente aumenta o desempenho do micro? Uma coisa é a teoria, outra coisa é a prática. No caso das memórias DDR400, por exemplo, apesar de sua taxa máxima de transferência ser de 3.200 MB/s raramente ela é obtida.

Além disso, qual é o impacto no desempenho geral do micro de um aumento na taxa de transferência com a memória RAM?

Para verificarmos essas questões realizamos testes em nosso laboratório tanto com a plataforma da AMD quanto com a plataforma da Intel, a fim de verificarmos o ganho de desempenho obtido quando usamos o esquema DDR Dual Channel e se vale a pena passarmos a usar dois módulos de memória idênticos em placas-mães que suportam esse esquema.

A nossa configuração foi a mais topo de linha possível, de forma que a taxa de transferência fosse a maior possível. No lado da AMD, usamos o processador Athlon XP 3200+, que usa o barramento de 400 MHz (200 MHz DDR, isto é, transferindo dois dados por pulso de clock). Já no lado da Intel, usamos o processador Pentium 4 de 3 GHz, que usa o barramento de 800 MHz (200 MHz QDR, isto é, transferindo quatro dados por pulso de clock).

É importante notar que ambos os processadores fisicamente rodam externamente a 200 MHz. No caso do Athlon XP 3200+, como ele transfere dois dados por pulso de clock, é dito que ele tem um desempenho como se estivesse operando a 400 MHz, dando uma taxa de transferência máxima teórica de 3.200 MB/s com a memória RAM. Já o Pentium 4 de 3 GHz, como ele transfere quatro dados por pulso de clock, é dito que ele tem um desempenho como se estivesse operando a 800 MHz, dando uma taxa de transferência máxima teórica de 6.400 MB/s.

De cara, já podemos concluir que o único processador capaz de realmente tirar proveito total do esquema DDR Dual Channel usando memórias DDR400 é o Pentium 4 com barramento de 800 MHz. E o Athlon XP, como fica nessa história? É vantagem usar o esquema DDR Dual Channel com esse processador? Veremos isso em nossos testes.

Aproveitamos a oportunidade também para compararmos o desempenho da memória DDR400 versus a memória DDR333 no esquema DDR Dual Channel. Isto é, é vantagem pagar mais para ter uma memória topo de linha?

Usamos três marcas diferentes de memória em nossos testes: Corsair, TwinMOS e Spectek. Das duas primeiras usamos módulos DDR400/PC3200, enquanto da última usamos módulos DDR333/PC2700.

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Figura 1: Memórias DDR400/PC3200 da Corsair usadas em nossos testes.

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Figura 2: Memórias DDR400/PC3200 da TwinMOS usadas em nossos testes.

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Figura 3: Memórias DDR333/PC2700 da Spectek usadas em nossos testes.

Como Testamos

A nossa configuração de testes foi a seguinte:

Hardware

Placa-mãe: ASUS A7N8X De Luxe (nForce 2 400 Ultra), BIOS 1004.A, para os testes com o Athlon XP 3200+
Placa-mãe: Gigabyte GA-8KNXP (Intel 875P), BIOS F5, para os testes com o Pentium 4 de 3 GHz
Placa de Vídeo: Gigabyte Radeon 9800 Pro
Memória: 2 módulos Corsair XMS DDR400/PC3200 de 256 MB cada, 2 módulos TwinMOS DDR400/PC3200 de 256 MB cada e 2 módulos Spectek DDR333/PC2700 de 256 MB cada
Disco Rígido: Maxtor DiamondMax Plus 9 (60 GB, ATA-133)

Software

Sistema operacional Windows XP Professional em português com Service Pack 1A instalado
Disco rígido formatado em NTFS
DirectX 9.0A
Driver de Vídeo: 6.14.10.6343
Driver nForce 2.41
Resolução 800x600 x 32 bits

Softwares de Teste Usados

3DMark03: Para medir o desempenho 3D. Versão 330.
AIDA32: Para medir a taxa de transferência com a memória. Versão 3.50.
Business Winstone 2002: Para medir o desempenho da máquina simulando programas comuns como o Word, o Excel, o PowerPoint, etc. Versão 1.0.1.
Multimedia Content Creation Winstone 2003: Para medir o desempenho da máquina simulando programas de criação multimídia como o Photoshop, o Dreamweaver, o Sound Forge, etc. Versão 1.0.
PCMark 2002: Para medir o desempenho de processamento.
Quake 3 Arena: Para medir o desempenho 3D.
Sandra: Para medir a taxa de transferência com a memória e o desempenho de processamento do processador. Versão 9.44.

DDR Dual Channel Com Athlon XP

Usamos em nossos testes com a configuração DDR Dual Channel na plataforma da AMD o processador Athlon XP 3200+, que usa o novo barramento de 400 MHz. Esse barramento é capaz de atingir uma taxa de transferência de até 3.200 MB/s. A grande pergunta é: como fica a taxa de transferência com a memória se a memória consegue ir a até 6.400 MB/s quando usamos dois módulos DDR400?

A placa-mãe usada, ASUS A7N8X De Luxe, usa o chipset nForce 2 400 Ultra (essa placa-mãe é vendida como tendo o chipset nForce 2 SPP, mas ele na verdade é o nForce 2 400 Ultra. Clique aqui para saber mais sobre essa história), que é o chipset topo de linha da NVIDIA para a plataforma AMD, usando o esquema DDR Dual Channel. É bom sempre lembrarmos que placas-mães usando os chipsets nForce da NVIDIA normalmente têm 3 soquetes de memória, sendo que para o DDR Dual Channel funcionar temos de instalar dois módulos iguais, sendo um no primeiro soquete e outro no terceiro soquete (e não no segundo soquete). Além disso, é importante ressaltarmos que o novo chipset nForce 2 400 (sem ser o modelo Ultra) não suporta o DDR Dual Channel.

Fizemos vários testes com essa plataforma, usando os programas que discriminamos anteriormente. Para medir a taxa de transferência com a memória RAM, usamos dois programas, o AIDA32 e o Sandra. Ambos obtiveram resultados muito parecidos, que mostramos no gráfico abaixo. Nós fizemos um total de seis testes: testamos as três marcas de memória em configuração DDR Dual Channel e depois com apenas um módulo instalado.

No gráfico nós marcamos qual é a taxa máxima teórica dos padrões DDR333/PC2700 (2.700 MB/s) e DDR400/PC3200 (3.200 MB/s) bem como qual é a taxa máxima teórica desses padrões operando em Dual Channel (5.400 MB/s e 6.400 MB/s, respectivamente).

Como você pode ver, nenhuma configuração rompeu os 3.200 MB/s do padrão DDR400. A melhor configuração foi usando os dois módulos da Corsair, com 2.831 MB/s no AIDA32 e 2.859 no Sandra. Isso representa um uso de 88,47% da banda máxima da memória DDR400 e um uso de apenas 44,23% da capacidade máxima de transferência permitida pelo esquema DDR Dual Channel.

Inclusive há pouca diferença para o Athlon XP usando um ou dois módulos de memória. Nos resultados usando a memória Corsair, a taxa de transferência aumentou apenas 2,75% quando passamos de um único módulo de memória instalado para dois módulos em DDR Dual Channel, um aumento inexpressivo.

Ao que tudo indica, o grande limitador da taxa de transferência com a memória RAM é o barramento externo do processador.

A marca da memória não influi muito na taxa de transferência, pelo menos para o Athlon XP 3200+ com nForce 2 400 Ultra. A memória da Corsair foi apenas 1,72% mais rápida que a memória da TwinMOS operando em DDR Dual Channel, resultado este que não é possível afirmar que a memória da Corsair é melhor que a da TwinMOS.

No caso das memórias DDR333, houve um aumento mais significativo quando instalamos dois módulos de memória: aumento de 8,33% na taxa de transferência em comparação com a máquina usando apenas um módulo. Mas essa memória só usou 80,96% da banda máxima da memória DDR333 e um uso de apenas 40,48% da capacidade máxima de transferência permitida pelo esquema DDR Dual Channel.

Já o embate entre as memórias DDR400 vs. DDR333 mostra que há realmente vantagem no uso de memórias DDR400, pelo menos em relação à taxa de transferência obtida: a taxa de transferência do DDR Dual Channel usando dois módulos Corsair foi 29,51% maior do que usando dois módulos Spectek DDR333/PC2700.

Bem, esses são os resultados das taxas de transferência com a memória RAM. Mas qual é o impacto dessas diferentes taxas sobre o desempenho do micro?

DDR Dual Channel Com Athlon XP: Desempenho do PC

O desempenho do PC manteve-se o mesmo independentemente da configuração de memória de acordo com os programas Sandra (12.188 instruções por segundo), PCMark2002 (na faixa de 6.800 pontos) e 3DMark03 (na faixa de 5.600 pontos).

Os resultados do Sandra já eram esperados. Esse programa mede somente o desempenho do processador, isto é, quantas instruções ele é capaz de executar por segundo, ignorando qualquer outro parâmetro externo ao processador, como a placa-mãe e a memória.

Os resultados obtidos no PCMark2002 e no 3DMark03, apesar de terem tido pequenas variações, estas foram menores que 2,5%, que estão dentro da margem de erro de 3% sugerida para programas de testes de desempenho, o que torna essas diferenças irrelevantes.

Já o Quake III Arena mostrou uma diferença de desempenho dependendo da configuração de memória usada. Temos visto que o Quake III é um jogo muito sensível a qualquer variação na configuração de memória. Os resultados você confere no gráfico abaixo.

De acordo com o Quake III Arena, não houve diferença significativa no desempenho do jogo entre a máquina estar com apenas um módulo DDR ou estar com dois módulos operando em Dual Channel, nem entre módulos DDR400 de marcas diferentes. Mas houve diferença no desempenho dependendo se estávamos usando memórias DDR400 ou DDR333.

A máquina quando equipada com os módulos DDR400 da Corsair foi 11,11% mais rápida no demo 1 e 8,85% mais rápida no demo 2 em comparação quando a máquina estava equipada com os módulos DDR333 da Spectek.

Já os programas Business Winstone 2002 e Multimedia Content Creation Winstone 2003 mostraram diferenças significativas. Esses dois programas simulam a execução de determinados programas e dá o resultado em uma unidade própria.

O Business Winstone 2002 simula a execução de programas do dia-a-dia, sendo um dos melhores programas existentes para ver, na prática, como inovações tecnológicas influenciam no desempenho de execução de programas "comuns". Este software simula a execução de dez programas: Lotus Notes R5, FrontPage 2002 SP-1, PowerPoint 2002 SP-1, Excel 2002 SP-1, Access 2002 SP-1, Word 2002 SP-1, Project 2000, WinZip 8.0, Norton AntiVirus e Netscape 6.2.1.

Já o Multimedia Content Creation Winstone 2002 simula a execução de aplicativos de geração de conteúdo multimídia. São oito programas que o Multimedia Creation Winstone 2003 simula: Photoshop 7.0, Premiere 6.0, Macromedia Director 8.5.1, Dreamweaver 4, Windows Media Encoder 7.01.00.3055, Netscape 6.2.3, LightWave 7.5 e Sound Forge 6.0.

Os resultados você confere no gráfico abaixo.

Aparentemente, na prática, usando programas comuns, o esquema DDR Dual Channel faz diferença para o Athlon XP: o micro ficou 8,31% mais rápido quando passamos a usar duas memórias Corsair DDR400 em Dual Channel em vez de apenas uma. O uso de duas memórias DDR400 Corsair mostrou deixar o micro 7,39% mais rápido do que quando usamos duas memórias DDR333 Spectek.

Quanto usamos programas pesados, a diferença de desempenho aumenta. No Multimedia Content Creation, o micro ficou 20,48% mais rápido quando passamos a usar duas memórias DDR400 da Corsair em dois canais em vez de apenas uma. Já a diferença quando usamos duas memórias da TwinMOS em vez de apenas uma foi menor, mas também altamente significativa: 9,50%. O uso de memórias DDR400 em vez de DDR333 deixou o micro 6,38% para programas de geração de conteúdo multimídia, de acordo com esse programa. A marca da memória RAM (Corsair vs. TwinMOS) influenciou muito pouco no desempenho (2%), não sendo um resultado a ser considerado.

Bem, esses são os resultados para a plataforma AMD. Vamos agora ver como o Pentium 4 com barramento de 800 MHz se comporta diante da configuração DDR Dual Channel.

DDR Dual Channel Com Pentium 4

Usamos em nossos testes com a configuração DDR Dual Channel na plataforma da Intel o processador Pentium 4 de 3 GHz, que usa o novo barramento de 800 MHz. Esse barramento é capaz de atingir uma taxa de transferência de até 6.400 MB/s, a mesma taxa máxima teórica do DDR Dual Channel usando memórias DDR400/PC3200. A grande pergunta é: na prática esse processador é capaz de atingir essa taxa de transferência com a memória?

A placa-mãe usada, Gigabyte GA-8KNXP usa o chipset Intel 875P, que é o chipset topo de linha da Intel para a sua plataforma, usando o esquema DDR Dual Channel.

Além disso, esse processador tem a tecnologia Hyper-Threading, que simula a existência de dois processadores. Fizemos os nossos testes tanto com essa tecnologia habilitada quanto com ela desabilitada, para verificarmos o impacto dessa tecnologia no acesso à memória.

Fizemos vários testes com essa plataforma, usando os programas que discriminamos anteriormente. Para medir a taxa de transferência com a memória RAM, usamos dois programas, o AIDA32 e o Sandra. Ambos obtiveram resultados muito parecidos, que mostramos no gráfico abaixo. Os resultados tanto com a tecnologia Hyper-Threading habilitada quanto desabilitada foram os mesmos, por isso no gráfico abaixo não estamos colocando os dois resultados (com HT e sem HT).

Graças ao barramento de 800 MHz do Pentium 4 finalmente vemos uma configuração que passe dos 3.200 MB/s do padrão DDR400. A taxa de transferência da memória DDR400 da TwinMOS aumentou 47,15% quando passamos de um único módulo instalado para dois módulos em Dual Channel, ficando em 4.413 MB/s. Essa taxa foi 37,91% maior que a taxa padrão do DDR400 (3.200 MB/s), representando um uso de 68,95% da banda disponível pelo DDR Dual Channel (6.400 MB/s).

Já a taxa de transferência da memória DDR333 da Spectek aumentou 61,03% quando passamos a operar em DDR Dual Channel, atingindo 3.955 MB/s. Essa taxa foi 46,48% maior que a taxa padrão do DDR333 (2.700 MB/s), representando um uso de 73,24% da banda disponível pelo esquema DDR Dual Channel com memórias PC2700 (5.400 MB/s).

Já o embate entre as memórias DDR400 vs. DDR333 mostra que há realmente vantagem no uso de memórias DDR400, pelo menos em relação à taxa de transferência obtida: a taxa de transferência do DDR Dual Channel usando dois módulos DDR400 TwinMOS foi 11,581% maior do que usando dois módulos Spectek DDR333/PC2700.

Pelo menos nas taxas de transferência, há uma enorme diferença entre usar um ou dois módulos de memória em esquema Dual Channel. Mas qual é o impacto dessas diferentes taxas sobre o desempenho do micro?

DDR Dual Channel Com Pentium 4: Desempenho do PC

O desempenho do PC manteve-se o mesmo independentemente da configuração de memória de acordo com os programas Sandra (13.900 instruções por segundo), PCMark2002 (na faixa de 7.400 pontos) e 3DMark03 (na faixa de 5.700 pontos).

O desempenho do Quake III Arena aumentou 6,93% quando passamos a usar dois módulos DDR400 TwinMOS em vez de apenas um e 6,81% quando passamos a usar dois módulos DDR333 Spectek em vez de apenas um. Além disso, a máquina quando equipada com os módulos DDR400 da TwinMOS foi 6,93% mais rápida no demo 1 em comparação quando a máquina estava equipada com os módulos DDR333 da Spectek.

Também rodamos os programas Business Winstone 2002 e Multimedia Content Creation Winstone 2003. Esses dois programas simulam a execução de determinados programas e dá o resultado em uma unidade própria. Infelizmente este segundo programa não rodou, por algum motivo de incompatibilidade com a tecnologia Hyper-Threading, possivelmente. Mostraremos os resultados somente do Business Winstone 2002.

Aparentemente, na prática, usando programas comuns, o esquema DDR Dual Channel faz diferença para o Pentium 4: o micro ficou 6,83% mais rápido quando passamos a usar duas memórias TwinMOS DDR400 em Dual Channel em vez de apenas uma. Não há diferença de desempenho entre usar duas memórias DDR400 ou duas DDR333 de acordo com esse programa.

Conclusões

Medindo a taxa de transferência através dos programas AIDA32 e Sandra, vimos que a taxa de transferência do chipset com a memória RAM depende muito do barramento externo do processador. Em teoria a configuração DDR Dual Channel com memórias DDR400 tem uma taxa de transferência máxima de 6.400 MB/s, mas o Athlon XP 3200+ sequer atingiu 3.200 MB/s, que é a taxa máxima que seu barramento externo é capaz de atingir. Já o Pentium 4 de 3 GHz, por usar um barramento externo capaz de atingir até 6.400 MB/s, usou de forma muito mais eficiente a configuração DDR Dual Channel, atingindo 4.413 MB/s, um uso de 68,95% da banda disponível.

Em termos de desempenho, nossos testes mostram que tanto o Athlon XP quanto o Pentium 4 se beneficiam do DDR Dual Channel, embora os programas de medição de desempenho tradicionais não mostrem isso. Rodando programas que simulam a realidade vimos que a configuração DDR Dual Channel faz realmente diferença, aumentando o desempenho do micro na faixa de 6% a 8% para programas comuns (processadores de texto, planilhas, compactação de dados, antivírus, etc) e na faixa de 10% a 20% para programas "pesados" (aplicativos gráficos, editoração eletrônica, etc).

Ou seja, a conclusão é simples: se você é um usuário comum, você terá de se perguntar "vale a pena colocar um módulo de memória a mais para ganhar de 6% a 8% de desempenho a mais?" Já para o usuário pesado e para o profissional que usa o computador como ferramenta para manipulação de imagens, editoração eletrônica, etc, não há sombra de dúvidas que o DDR Dual Channel é uma excelente opção de aumentar o desempenho da máquina gastando um pouco a mais.

Concluímos também que as memórias DDR400 realmente oferecem um desempenho superior em relação às memórias DDR333 (7 a 12% a mais de desempenho no Quake III e de 6 a 7% no uso de aplicativos comuns). Ou seja, se você é um usuário comum e quer 7% de desempenho a mais em seu micro gastando pouco, instale memórias DDR400 em seu PC - caso ele suporte esse tipo de memória, obviamente. Para usuários avançados e profissionais, o uso de memórias DDR400 é obrigatório para que você extraia o máximo de desempenho que o seu PC é capaz de fornecer.

Vimos também que memórias de marcas diferentes de boa procedência não oferecem um impacto significativo no desempenho do micro.

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